Virtualización
¿Qué es la virtualización?
La virtualización es un proceso que permite crear múltiples entornos de procesamiento simulado desde un pool de recursos de sistema físicos. En general, se usa para ejecutar múltiples sistemas operativos en el mismo sistema de hardware al mismo tiempo.
El hardware está separado del software
A través de la virtualización, los recursos que alguna vez solo estuvieron disponibles en forma física, como servidores, dispositivos de almacenamiento o sistemas de escritorio, se abstraen en formato digital. La tecnología separa el hardware físico del software que se ejecuta en él. Esto permite un uso más eficiente de los recursos de hardware al segmentar los recursos de sistemas grandes en partes más pequeñas y eficientes, y que se comparten más fácilmente. Estos segmentos pueden distribuirse entre múltiples aplicaciones y usuarios diferentes con diversas necesidades, a través de máquinas virtuales (VM). Uno de los usos más comunes de esta tecnología es ejecutar aplicaciones para otros sistemas operativos sin tener que ejecutarlas en un sistema específico de hardware.
Sin dependencia ni limitaciones del hardware físico
La virtualización también brinda mayor flexibilidad y control, ya que elimina la dependencia de cualquier hardware. Las aplicaciones que se ejecutan en una máquina virtual tienen acceso a los mismos recursos de hardware y software que si se ejecutaran en su propia máquina exclusiva. Sin embargo, aunque pueden ejecutarse en el mismo sistema host, cada máquina virtual está aislada, lo que brinda seguridad adicional para las otras máquinas virtuales y también el host.
Historia de la virtualización
El origen de la virtualización data de los días de los grandes PC mainframe en la década de los 60, cuando cada una de estas masivas piezas de hardware solo podía funcionar en un proceso a la vez. Con el tiempo, los clientes comenzaron a exigir que estas importantes inversiones pudieran admitir a más de un usuario o proceso a la vez. A fines de la década de los 60, IBM desarrolló el sistema operativo CP-67, un hipervisor inicial que introdujo la memoria virtual a la familia de servidores System 360 de la empresa. Sin embargo, se desarrollaron otras soluciones para que múltiples usuarios trabajen en un solo servidor, y la virtualización languideció como tecnología de nicho durante varias décadas.
En la década de los 90, cuando muchas empresas tenían el desafío de mantenerse al día con pilas de TI de un proveedor y aplicaciones heredadas, se dieron cuenta de la necesidad de usar mejor sus recursos de servidores, que con frecuencia no se utilizaban lo suficiente. Al adoptar la virtualización, no solo particionaron su infraestructura de servidor de manera más eficiente, sino que ejecutaron sus aplicaciones heredadas en tipos y versiones de OS diferentes. Debido a su gran red compuesta de muchos tipos diferentes de PC ejecutando diferentes sistemas operativos, el crecimiento de Internet ayudó a impulsar la adopción de la virtualización. A medida que la virtualización se empezó a utilizar con mayor frecuencia, redujo la dependencia del proveedor para servidores y fue la base para el desarrollo de la computación en la nube.
¿Cómo funciona la virtualización?
La virtualización es posible gracias a una capa de software llamada hipervisor. Este software abstrae los recursos de su sistema host (sea una CPU, GPU, memoria, espacio de almacenamiento, o ancho de banda de red) y los asigna dinámicamente a una serie de máquinas virtuales (VM) que se ejecutan en el sistema según las solicitudes de recursos que reciba. Esta máquina virtual funciona como un archivo de datos en el sistema host y puede moverse fácilmente de un sistema a otro, o incluso en la nube, y funciona igual cuando se abre de nuevo.
Tipos de virtualización
A medida que la tecnología de virtualización sigue evolucionando, se aplica de más y más maneras.
- La virtualización de servidores es la aplicación de tecnología de virtualización más común en el mercado actual. Como los servidores están diseñados para procesar un alto volumen de tareas, particionarlas para que los componentes puedan usarse de manera más eficiente para múltiples funciones en todo el sistema puede beneficiar enormemente a muchas organizaciones.
- La virtualización del almacenamiento consta de un grupo de servidores gestionados por un sistema de almacenamiento virtual. Este sistema gestiona el almacenamiento desde múltiples fuentes y lo considera como un grupo de almacenamiento, aunque haya diferencias de hardware entre los sistemas host. Esta virtualización hace más fáciles las tareas de copia de seguridad, archivo y recuperación.
- La virtualización de aplicaciones desacopla la aplicación del sistema operativo y el hardware en el que se ejecuta. El usuario final en general accede a aplicaciones virtualizadas en un cliente ligero, mientras la aplicación misma se ejecuta en un servidor del centro de datos conectado por Internet. Esto puede facilitar la ejecución de aplicaciones que requieren versiones anteriores del OS o puede poner en riesgo otros recursos del sistema.
- La virtualización de escritorios, también conocida como infraestructura de escritorios virtuales (VDI), refleja un entorno de escritorio del usuario en un sistema basado en software al que se puede acceder de forma remota por Internet. Todos los elementos del espacio de trabajo físico se almacenan en el servidor, y los usuarios finales tienen una experiencia similar, con cualquier dispositivo que usen. Todos los datos y programas del usuario existen en el servidor host, no en el dispositivo del usuario final.
- La virtualización de red separa las redes virtuales de su hardware subyacente. Los conmutadores virtuales se ocupan de toda la gestión de redes. La virtualización de red hace más fácil para los administradores asignar y distribuir recursos y tener un mayor y más estable rendimiento de la red.
Usos comunes para la virtualización
La virtualización ofrece beneficios para empresas de todo tipo, desde pymes hasta empresas grandes. Aunque puede parecer complicado empezar con la virtualización, los beneficios a largo plazo hacen que el esfuerzo valga la pena.
La virtualización permite a las empresas hacer un uso más eficiente de la infraestructura de TI. Múltiples máquinas virtuales o VDI se pueden hospedar desde una sola pieza de hardware de servidor, lo que reduce costes de energía y refrigeración además de los costes del bajo uso del hardware. Y con menos hardware disponible, son mucho más fáciles la gestión del ciclo de vida del activo y el mantenimiento.
La virtualización de servidores ha sido crucial para muchas empresas que cada vez adoptan más los entornos de trabajo remotos o híbridos. La VDI, los servicios de escritorio remoto (RDS), los escritorios virtuales y similares tecnologías posibilitan que los trabajadores se mantengan productivos con el rendimiento fiable y el fácil acceso a los archivos y datos que necesitan para hacer su trabajo.
La recuperación ante desastres (DR) es otro uso común de la virtualización. Las copias de seguridad de archivos de máquina virtual desde una cantidad limitada de servidores toma mucho menos tiempo que las copias de seguridad de datos desde una serie de máquinas exclusivas. La virtualización también hace mucho más fácil mover datos a otras máquinas físicas en caso de falla del hardware u otro desastre.
Para desarrollo de aplicaciones o software, la virtualización baja el coste y simplifica el proceso de dejar recursos nuevos a disposición de los equipos de desarrollo. No solo las máquinas virtuales nuevas se pueden poner en marcha rápidamente, están separadas de la infraestructura subyacente y de otras instancias de máquina virtual en el mismo host. Esto evita que los problemas en el entorno de desarrollo creen problemas para el resto del sistema.
Las ventajas de seguridad de las máquinas virtuales se aplican más allá de los usos de prueba y desarrollo. Si necesitas acceder a archivos o datos sospechosos, la aplicación correcta se puede ejecutar en un entorno en cuarentena, o «aislado», que usa solo mínimos recursos y almacenamiento del sistema. Separar el software de las aplicaciones de esta manera hace más difícil que se propague malware u otras amenazas por tu sistema.
Tipos de virtualización
A. Virtualización de servidores:
- La tecnología de virtualización de servidores permite ejecutar numerosos servidores virtuales en un solo servidor físico, lo que optimiza la eficiencia de los recursos.
- Los hipervisores, como los de tipo 1 (hardware) y tipo 2 (hospedados), gestionan las máquinas virtuales y facilitan la virtualización de servidores.
B. Virtualización de red:
- La virtualización de red implica la virtualización de las funciones y recursos de la red para mejorar la flexibilidad y la eficiencia.
- Las superposiciones de virtualización de red y redes definidas por software (SDN) permiten la creación de redes virtuales y la gestión centralizada de la red.
C. Virtualización del almacenamiento:
- La virtualización del almacenamiento implica la virtualización de los recursos de almacenamiento y la gestión de los datos.
- Las arquitecturas y tecnologías de virtualización del almacenamiento permiten un aprovisionamiento del almacenamiento eficiente, la migración de datos y una gestión centralizada.
D. Virtualización de escritorios:
- La virtualización de escritorios virtualiza los entornos de escritorio y los espacios de trabajo de los usuarios, lo que ofrece flexibilidad y acceso desde varios dispositivos.
- Las tecnologías de infraestructura de escritorios virtuales (VDI) y virtualización de aplicaciones permiten la entrega y gestión de aplicaciones y escritorios virtuales.
Beneficios y casos de uso de la virtualización
A. Ahorros de costes y eficiencia:
- La virtualización ahorra espacio y dinero al consolidar la infraestructura y reducir los costes de hardware.
- Mejora la utilización de los recursos y la eficiencia energética y optimiza la gestión de infraestructura para ahorrar costes.
B. Escalabilidad y flexibilidad:
- La virtualización permite aprovisionar rápidamente los recursos virtuales, lo que acelera la escalabilidad para satisfacer los cambios en la demanda.
- Proporciona una asignación de recursos flexible y rentable al aumentar o reducir los recursos de manera eficiente en función de los requisitos de la carga de trabajo.
C. Continuidad del negocio y recuperación ante desastres:
- La virtualización garantiza la protección de datos y una alta disponibilidad a través de características como la replicación y la migración en vivo, lo que garantiza la continuidad del negocio.
- Habilita estrategias de recuperación ante desastres como la conmutación por error de los sitios, minimiza el tiempo de inactividad y garantiza la seguridad de los datos.
D. Entornos de prueba y desarrollo:
- La virtualización simplifica la creación de entornos de prueba aislados, lo que reduce los conflictos y garantiza unos resultados precisos.
- Acelera los ciclos de prueba y desarrollo al aprovisionar y replicar rápidamente entornos virtuales, mejorando el desarrollo de software y la eficiencia de las pruebas.
Componentes y tecnologías de virtualización:
A. Hipervisores:
- Los hipervisores de tipo 1 (hardware) se ejecutan directamente en el hardware del host, mientras que los hipervisores de tipo 2 (hospedados) se ejecutan sobre un sistema operativo.
- Los hipervisores proporcionan varias funciones, capacidades de gestión y opciones de proveedores, lo que ofrece flexibilidad y control sobre los entornos virtualizados.
B. Máquinas virtuales:
- Las máquinas virtuales son emulaciones del software de ordenadores físicos con capacidad de alojar sistemas operativos y aplicaciones.
- Las máquinas virtuales se crean, gestionan y migran mediante software de virtualización, lo que aporta flexibilidad, portabilidad y una asignación de recursos eficiente.
C. Conectividad de red virtual:
- Los conmutadores virtuales, las LAN virtuales (VLAN) y los enrutadores virtuales hacen posible la segmentación y la conectividad de red en entornos virtualizados.
- La configuración y la conectividad de la red en entornos virtualizados se gestionan a través de componentes de conectividad de red virtuales, lo que ofrece flexibilidad y control.
D. Tecnologías de virtualización del almacenamiento:
- Las redes de área de almacenamiento (SAN) y el almacenamiento conectado a la red (NAS) proporcionan recursos de almacenamiento para entornos virtualizados.
- Las plataformas de virtualización del almacenamiento y las soluciones de almacenamiento definido por software son las encargadas de abstraer y gestionar los recursos de almacenamiento, lo que permite un almacenamiento y una gestión de datos eficientes.
Desafíos y consideraciones de la virtualización:
A. Rendimiento y asignación de recursos:
- La optimización del rendimiento implica gestionar posibles contiendas entre máquinas virtuales por los recursos y garantizar una asignación de recursos eficiente.
- Las herramientas de supervisión ayudan a identificar y solucionar los problemas de rendimiento de sistemas virtualizados para obtener el máximo rendimiento.
B. Seguridad y aislamiento:
- Proteger los entornos virtualizados incluye evitar la fuga de máquinas virtuales e implementar controles de acceso y medidas de segmentación de red.
- Garantizar el aislamiento entre máquinas virtuales y la protección contra accesos no autorizados son aspectos clave a tener en cuenta para mantener la seguridad.
C. Compatibilidad e integración:
- La virtualización puede abordar desafíos de compatibilidad con sistemas y aplicaciones heredados, lo que requiere una cuidadosa reflexión durante la migración.
- Para integrar entornos virtualizados con sistemas existentes, como redes y almacenamiento, se requiere una planificación y ejecución eficaces.
D. Gestión y administración:
- Las herramientas de supervisión y gestión centralizadas permiten una administración eficiente de la infraestructura virtualizada, lo que garantiza el rendimiento y la estabilidad.
- Las herramientas de automatización y organización agilizan las tareas de gestión, mejoran la productividad y permiten una configuración e implementación coherentes.
Mejores prácticas de virtualización
A. Planificación de la capacidad y optimización del rendimiento:
- Para garantizar un uso eficiente de los recursos, evalúa los requisitos de recursos y planifica la capacidad en consecuencia.
- Mejora el rendimiento del sistema optimizando la ubicación de las cargas de trabajo y ajustando la asignación de recursos mediante técnicas de ajuste del rendimiento.
B. Medidas de seguridad y cumplimiento:
- Refuerza la seguridad de los entornos virtualizados mediante la implementación de controles de seguridad como la segmentación de red y los controles de acceso.
- Ten en cuenta los aspectos relacionados con el cumplimiento, como la protección de datos y las normativas de privacidad, para poder garantizarlo también en tus entornos virtualizados.
C. Estrategias de recuperación ante desastres y copia de seguridad:
- Protégete frente a la pérdida de datos y habilita la recuperación mediante el establecimiento de procedimientos de copia de seguridad y restauración específicos para sistemas virtualizados.
- Para manejar las disrupciones de manera efectiva, garantiza la continuidad del negocio a través de una planificación integral de recuperación ante desastres que incluya pruebas periódicas.
D. Virtualización en entornos de nube:
- Aprovecha la virtualización en entornos de nube pública, privada e híbrida para lograr una escalabilidad y una asignación de recursos flexibles.
- Optimiza la gestión de la virtualización en implementaciones de nube utilizando plataformas de gestión de la nube, automatización y técnicas de optimización de recursos.
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